中國電力建設工程咨詢中南有限公司 郭大江

火電廠鍋爐省煤器優(yōu)化改造研究

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火電廠鍋爐省煤器能夠有效的提升鍋爐的換熱效率，并且降低煙氣出口溫度。省煤器在實際運行中經(jīng)常出現(xiàn)爆管事故，這與省煤器的布置結構和運行方式不合理有關，因此對省煤器進行優(yōu)化改造十分必要。本文首先分析了省煤器爆管的主要原因，其次簡要介紹了省煤器改造過程中的主要技術要求，最后給出了省煤器優(yōu)化改造方案。對省煤器進行合理的優(yōu)化改造，對提升鍋爐的換熱效率，保證機組安全運行具有重要的現(xiàn)實意義。

省煤器；爆管；優(yōu)化改造

火電廠鍋爐省煤器是電廠中重要的節(jié)能設備，省煤器通過爐膛出口煙氣加熱給水，不僅有效的利用了煙氣的溫度，實現(xiàn)了節(jié)能，而且降低了煙氣的排放溫度，減弱了爐膛尾部受熱面的高溫腐蝕。因此鍋爐省煤器在電廠中是十分重要的設備，其能否安全穩(wěn)定的運行關系到了機組運行的安全性能。但是，隨著鍋爐使用年限的增加，由于設備老化、運行不合理、煤質質量變差等諸多原因導致省煤器爆管情況出現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計，目前導致火電廠鍋爐設備停運的原因之中，省煤器爆管事故站到很大的比例，而且隨著機組運行年數(shù)的增加，運行小時數(shù)的增長，省煤器發(fā)生爆管泄漏的概率將大大增大。為了避免省煤器發(fā)生爆管事故，提升省煤器的換熱效率就需要對鍋爐省煤器進行優(yōu)化改造。本文在分析了省煤器爆管原因的基礎上，提出了省煤器的改造方案和優(yōu)化方法，所得結果對提高省煤器的換熱效率，增加省煤器的安全運行小時數(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。

1 火電廠鍋爐省煤器爆管原因分析

省煤器爆管事故是火電廠常見的爆管事故。省煤器一般布置在煙道的尾部，通過煙氣中的熱量來加熱給水，從而提高機組的運行效率。省煤器中介質的溫度相對較低，因而一般選用鑄鐵或者鋼管作為省煤器管道的材質。該種材質的耐磨性能較差，因而當爐膛內(nèi)部環(huán)境和運行方式不合理時，很容易發(fā)生爆管事故。

省煤器爆管的原因可以從以下幾個方面來考慮，即爐膛結構、運行方式、燃用煤種。

爐膛結構?；痣姀S鍋爐爐膛采用四角切圓的燃燒器布置形式，那么省煤器發(fā)生爆管事故的概率就會增大。這是由于四角切圓的燃燒方式會使得煙氣在進入尾部受熱面時會有殘余的旋轉，殘余旋轉可能會造成省煤器管道兩側煙氣的煙速和煙溫不同，進而造成管道受熱不均。如果省煤器受熱面設置過少，會導致煙氣溫度高于設計值，使得管道長期處于高溫的環(huán)境中，進而增加爆管危險。

運行方式。運行方式對火電廠鍋爐省煤器的影響主要體現(xiàn)在吹灰器的使用不當對管道造成的吹損。吹灰器的吹灰壓力過高會直接對省煤器的管道造成損傷，長期運行時極易造成省煤器管道爆管。如果吹灰器運行不正常，則不能及時去除省煤器管道上的積灰，造成省煤器管道受熱不均也會發(fā)生爆管事故。

燃用煤種。煤中的硫化物極易造成煙道尾部受熱面的腐蝕，如果燃用含硫高的煤種，就極易造成省煤器的腐蝕減薄，進而導致爆管事故。

2 火電廠鍋爐省煤器改造技術要求

省煤器改造的技術要求主要是對管道的壁厚和彎管半徑的要求。省煤器改造包括管道的布置形式、布置位置、管道數(shù)量等內(nèi)容，主要任務就是省煤器管道的更換和重新布置。

管道厚度是影響管道使用壽命的主要因素，選用管道時還需要考慮經(jīng)濟性的因素。綜合管道的使用壽命和管道經(jīng)濟性，一般省煤器管道的壁厚選用3.8mm，如果有需要也可以設置成4.0mm。

管道在彎曲時，如果半徑過小，在彎管時會形成局部管道減薄，從而影響管道的使用壽命。所以為了避免彎管時對管道造成損傷，需要在滿足結構要求的前提下，適當增加管道彎頭的半徑，從而保證管道的使用壽命。

省煤器管道肋片和防磨護鐵的技術要求。省煤器管道的肋片需要平整和光滑，不能有太多的褶皺。一般肋片的起伏波面的展開總長度不大于肋片展開總長度的8%。防磨護鐵需要平整和光滑，在焊接時要保證焊接質量，不能對周圍管道造成損傷。

3 火電廠鍋爐省煤器運行優(yōu)化和改造方案

影響省煤器安全運行的因素主要有兩方面，一方面是省煤器管道積灰造成管道的受熱不均，進而造成管道疲勞，從而發(fā)生爆管事故；另一方面是管道受到煙氣或者吹會氣流的吹損，從而造成管道的磨損，造成爆管事故。所以省煤器的運行優(yōu)化主要從以下兩方面進行：

減少省煤器管道表面的積灰。定期對省煤器管道進行清灰是減少管道積灰最重要的方式。另外對在管道布置時采用錯列的方式，也能夠有效的減少灰塵的積聚。

降低管道的磨損?？梢栽谑∶浩鞴艿酪装l(fā)生磨損的部位增加防磨護鐵。另外降低煙道中煙氣的煙速也能夠很好的起到降低磨損的作用。

省煤器改造主要是為了提升省煤器的換熱效率，降低省煤器的爆管危險，提高其使用壽命。

省煤器管道改造。省煤器管道半徑和省煤器磨損成反比關系。選用尺寸較大的管道時能夠有效的降低管子的磨損。因此在經(jīng)濟條件允許的前提下可以將38mm的管道改為40mm甚至更高。

省煤器受熱面布置改造。省煤器布置可以有順列布置和錯列布置兩種形式。錯列布置有利于吹灰和換熱，可以將順列布置的管排改成錯列布置。管道間距會對煙速造成影響，因而需要根據(jù)需要的煙速合理布置管排的間距.

對省煤器管道加裝換熱肋片。增加肋片能夠有效增加省煤器管道的換熱面積，從而提高省煤器的換熱效率。

在省煤器管道易磨損位置假裝防磨護鐵。

4 總結

本文主要對省煤器的優(yōu)化改造進行了研究，給出了具體的優(yōu)化和改造方案，所得結果對提升鍋爐效率，降低出口煙氣溫度具有重要意義。

[1]雷聲輝,孫奉仲,史月濤,張少峰,王乃華,黃新元.大型電站鍋爐省煤器爆管的分析與處理[J].華東電力,2004(10).

[2]姚無用,呂忠義.膜式省煤器在HG—670/140—HM12型鍋爐上的應用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟,2004(12).

[3]呂玉坤,盧權,米夢龍.鰭片管代替光管省煤器及結構優(yōu)化改造綜述[J].鍋爐制造,2007(02).

[4]康曉妮,馬文舉,馬濤,陳祥,馬學江,趙成海.320MW機組鍋爐加裝低溫省煤器的經(jīng)濟性研究[J].熱力發(fā)電,2012(05).

郭大江（1983—），男，湖北黃石人，碩士，工程師，主要從事火電廠熱機專業(yè)設計工作。